최근 몇 년 동안 말기 신장 기능 부전 환자의 수가 급속히 증가하는 추세로 이미 세계적인 의학적 난제로 자리잡았다. 신장 이식과 투석은 전통적인 기본 치료법이다. 투석에는 각종 합병증이 있으며, 필터링 기능의 대체일 뿐 신장 분비, 대사, 체내 균형 유지 등 일련의 중요한 기능을 완성할 수 없다. 이에 따라 투석 환자의 삶의 질이 높지 않다. 신장 이식은 신장 기능을 완전히 대체한 것으로, 그 해 사망률 이하투석 환자 [1] 이다. 하지만 신장 기증자의 부족, 면역억제제의 부작용, 수술 합병증으로 신장 이식의 발전이 제한되었다 [2]. 줄기세포는 인체의 각종 조직 기관의 원시 세포를 형성할 수 있다. 신장 질환 손상 복구의 경우 줄기세포는 신장 세포로 분화되어 신장 손상 후 복구와 신장 재생 [3] 에 참여할 수 있다.
1 줄기 세포 연구 배경
줄기세포는 자가 재생 능력과 다방향 분화 잠재력을 가지고 있어 근원별로 배아 줄기세포와 성체 줄기세포로 나눌 수 있다. 최초의 줄기세포 연구는 1960 년대로 거슬러 올라간다. 1957 년, 니만은 정상 골수를 환자에게 이식하여 조혈 기능 장애를 치료하려고 시도했다. 최근 몇 년 동안, 유도 된 다 능성 줄기 세포의 엄청난 발전은 줄기 세포 연구를 생물 의학 분야의 최전선으로 더욱 밀어 넣어 의료, 과학 기술 산업, 국방 및 기타 분야에서 중요한 위치를 차지하게 만들었습니다 [6]. 임상 응용에서 조혈 줄기세포와 간충질 줄기세포는 의학의 신기술로 혈액병, 자기면역성 질환, 하체결혈성 질환, 당뇨병, 신경계 질환, 악성 종양 등 질병의 치료에 좋은 효과를 거두었다.
줄기세포가 신장 질환을 치료하는 메커니즘 신장의 생리 기능은 각종 신장 세포에 의해 완성된다. 신소구 내피세포, 내장상피세포, 신소구 기저막 동형이 신장의 여과막을 형성하여 신장이 혈장을 걸러내는 기능을 발휘한다. 신소관의 재흡수 및 분비 기능은 주로 신소관 상피세포에 의해 완성된다. 한편 신장에는 내분비 기능이 있는 세포가 다양한 활성 물질을 분비해 신장의 혈류와 수염 대사를 조절한다. 신장질환은 세포병변의 종합반응으로 각종 신장질환은 각종 신장세포의 구조와 기능 변화와 밀접한 관련이 있다. 각종 신장 질환을 치료하는 가장 근본적인 것은 신장 기능 세포의 수와 질을 회복하는 것이다 [7]. 줄기세포는 세포 수준에서 각종 신장 실질 세포를 복구하고 재생함으로써 신장의 각종 생리 기능을 회복할 수 있다. 줄기세포가 신장 질환을 치료할 수 있는 메커니즘은 계막세포, 내피세포, 족세포, 신장소관 상피세포 등으로 분화되는 것이다. 각종 신장 손상을 복구하고, 신장 분비를 촉진하고, 손상된 신장의 염증 반응을 경감하며, 신장 복구 후기에 중요한 역할을 한다 [8].
신장 질환 치료에 줄기 세포의 응용
3. 1 당뇨병 치료를위한 줄기 세포
줄기세포 기술을 통해 췌도 세포와 세포 이식을 준비하는 것은 이미 미래의 당뇨병 치료에 효과적인 방법 중 하나가 되었다. 조혈 줄기세포와 간충질 줄기세포 이식은 당뇨병 치료에 좋은 임상 적용 전망을 가지고 있다. 황등 [9] 자체 골수조혈줄기세포 이식 치료 ⅰ 형 당뇨병 () 방면에서 유익한 탐구를 하고 해외 연구방안을 보완하며 병정 선별의 정의치를 확대하고 조혈줄기세포 회송 경로를 개선했다. 병정이 2 개월이 넘는 환자의 경우 비장 동맥이나 췌장동맥 삽관 회송을 통해 환자의 국부 췌장조직 중 줄기세포의 농도를 높이고 췌도세포로의 분화율을 높여 임상 효능을 높인다.
연구진은 인간 골수간 충질줄기세포를 이용해 당뇨병 쥐의 손상된 췌도와 사구체를 복구한 결과, 인간 골수간 충질줄기세포가 쥐의 손상된 췌장과 신장에 위치할 수 있다는 사실을 발견하고 췌장 베타 세포 기능을 개선하고 인슐린 분비를 촉진하며 고혈당을 완화시키는 데 효과적이라는 사실을 발견했다. 일부 골수간 충질 줄기세포는 신장에서 신소구 상피세포로 분화되어 손상된 신장을 복구하고 신장 기능을 개선할 수 있다.
사구체 질환 치료를위한 3.2 줄기 세포
사구체 질환에서 사구체 세포의 손상은 되돌릴 수 없으며 만성 신부전을 일으킬 수 있습니다. 연구에 따르면 줄기세포는 신소구 계막 세포로 분화될 수 있으며 MSCs 로 신소구를 복구하는 것이 가능하다고 한다. 세포요법이 신장병을 개선하는 관건은 MSCs 가 신소구 조직의 손상된 부분으로 복귀해 신소구 신장염의 발전을 늦추고, 내피, 간질, 상피, 계막을 포함한 신소구 기저막을 더 빨리 복구하는 데 도움을 주고, 신소구 세포의 증식을 촉진하는 것이다 [12]. 사구체 밖의 사구체막조세포도 사구체 회복을 촉진한다. Imasawa 등 [13] 골수원성 줄기세포가 계막세포로 분화돼 신소구 내피와 계막세포의 쇄신에 참여하고 미혈관을 복구하며 신장병의 발병 메커니즘에 새로운 시야를 제공하여 줄기세포 치료의 큰 잠재력을 보여준다.
유전성 신 병증 치료를위한 3.3 줄기 세포
유전성 진행성 신장염은 어린 시절부터 나타난 유전성 신장 질환이다. 그 임상적 특징은 혈뇨, 청각 신경성 청각 장애, 진행성 신장 기능 부전으로 신장 기능 부전의 두 번째로 큰 유전적 원인이다. 전통 치료는 약물 개입, 신장 대체 치료, 유전자 치료를 많이 사용하지만, 장기간 약물 치료, 증거 기반 의학 증거 부족 등 폐단이 있으며, 신장 대체 치료는 통상 이식 후 신장 기능이 미비할 확률이 높다. 줄기세포는 자기부가가치력, 생물학적 특성 안정 등의 장점을 가지고 있으며, 줄기세포 치료는 현대의학에 새로운 치료 경로를 제공한다.
3.4 신 증후군의 줄기 세포 치료
신장증후군은 여러 가지 원인으로 인해 발생하는데, 특히 신소구 기저막 투과성 증가, 신소구 여과율 감소 등 신소구 질환이다. 임상적으로는 네 가지 특징이 있다: ① 다량의 단백뇨가 3.5 g/d 를 넘으면 고지혈증이 있을 수 있다. ② 저 알부민 혈증 혈청 알부민 < 30g/l; ③ 고지혈증; ④ 부종은 병인과 병리, 즉 원발성 신장증후군, 선천성 신장증후군, 계발성 신장증후군 [16] 에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있다. 줄기세포 이식은 신장기능 악화를 예방하고 단백뇨, 혈뇨, 부종 등 임상 증상을 없애고 정상 신장 기능을 회복시키는 데 효과적이다. Imai 등 [18] 이식을 통해 다람쥐 신장병 증후군을 치료하고, 외주정맥은 다람쥐 골수 간 충질 줄기세포를 주입하면 요단백을 낮추고, 혈장단백질 수준을 높이고, 지질대사를 개선하고, 모델 다람쥐 신장 기능을 보호하고, 신장 병리 손상 복구를 촉진하며, 줄기세포 이식이 다람쥐 신장병 증후군에 뚜렷한 치료 작용을 한다는 것을 증명했다.
줄기세포를 이용하여 손상된 기관이나 조직을 재건하여 재생의학과 조직공학의 발전을 위한 창문을 열었다. 줄기세포 연구 기술과 응용수준이 깊어지면서 줄기세포가 신장세포로 분화되는 연구는 새로운 진전을 이룰 것이며, 줄기세포 이식은 신장질환 치료에 더 넓은 적용 전망을 갖게 될 것이다.
3.5 신부전 줄기 세포 치료
만성 신장 기능 부전 (CRF) 은 여러 가지 원인으로 인한 신장 손상과 진행성 악화, 신장 단위의 심각한 손상, 신장 실질의 돌이킬 수 없는 손상으로 대사 폐기물을 배출하고 물, 전해질, 산 알칼리 균형 장애를 조절하는 임상증후군이다. 주요 병리 표현은 사구체경화, 섬유화, 신장관 위축, 간질섬유 조직 증식, 염성 세포 침윤으로 나타난다. 급성 신장 기능 부전의 주요 병리 표현은 급성 신장관 괴사 [19] 이다. Kale 등 [20] 골수 줄기세포를 결혈 재관류손상을 입은 신장 모델 쥐에 이식한 결과 이식된 골수 줄기세포가 친신장성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 손상된 신장을 이식한 후 신소관 상피세포로 분화해 신장의 구조와 기능을 개선할 수 있으며, 대량의 괴사된 신소관 상피세포는 신속하게 보충될 수 있으며, 마우스 혈장 요소 질소 수준은 낮아진다. 신장조세포는 ARF 회복기에 복구 과정을 시작하고, 손상/사망세포가 제거되고, 줄기세포가 괴사 지역으로 옮겨져 내피세포로 분화되어 결혈성 ARF 쥐에게 조기 보호를 제공한다.
줄기세포를 이용하여 손상된 기관이나 조직을 재건하여 재생의학과 조직공학의 발전을 위한 창문을 열었다. 줄기세포 연구 기술과 응용수준이 깊어지면서 줄기세포가 신장세포로 분화되는 연구는 새로운 진전을 이룰 것이며, 줄기세포 이식은 신장질환 치료에 더 넓은 적용 전망을 갖게 될 것이다.